日地系统学中的太阳活动研究（Ⅰ）日地系统物理学中缓变型太阳活动的研究

现代的日地物理学是把太阳－行星际空间－地球作为一个统一的体系，研究体系中各层次的动力学过程及各层次间的相互耦合作用。太阳活动是引起该系统变化和扰动的主要源，太阳活动的研究在日地物理研究中受到特别的重视。太阳活动现象依其变化速率可被分成缓变型与爆发型两类。本文叙述日地系统学中缓变型大阳活动的研究进展，并且讨论它在９０年代所面临的问题。     

VLF法预报“神舟二号”发射期间的太阳活动情况

太阳耀斑是最剧烈的太阳活动之一.当太阳耀斑爆发时,辐射出的X射线会引起甚低频信号的相位异常变化.在河南新乡用甚低频接收仪监测了2001年1月10日"神舟二号"发射期间的甚低频信号相位异常数据,并对监测到的甚低频信号相位异常变化量进行了分析和一系列的处理,反演了太阳耀斑的强度和级别,并与美国的GOES卫星观测的结果进行了比较,研究结果表明:预测数据吻合恰好,验证了此法的可行性,为进一步开展我国电离层天阳活动预警和预报奠定了观测基础.     

太阳活动区磁场与CMEs和太阳质子事件

文中选了５ 个典型活动区, 分析了这些活动区的磁场, 与活动区相应的ＣＭＥｓ, 太阳爆发事件和太阳质子事件我们发现, 对于Ｅ ≥１０ｍｅＶ 的太阳质子事件有相应的源活动区, 源耀斑和ＣＭＥ; 活动区矢量磁场有剪切, 磁场剪切越强质子事件越强; 多数在质子耀斑发生前出现磁流浮现; 太阳１０ｃｍ 射电爆发持续时间长文中结果还佐证了Ｓｈｅａｌｙ 等的结果： Ｘ 射线耀斑的长持续时间与ＣＭＥ 的发生正相关另外,在５ 个活动区中, 有三个大耀斑发生前没有明显的磁剪切作为它们的先兆, 它们是非质子源耀斑这是Ｍｏｏｒｅ, Ｈａｇｙａｒｄ 和Ｄａｖｉｓ 的磁场强剪切是耀斑产生的必要条件的反例     

关于太阳活动预测与自然灾害预测

日地系统学中, 自然灾害与太阳活动的关系研究, 导致了自然灾害预测与太阳活动预测之间关系的探讨本文比较了太阳活动预测与自然灾害预测, 指出它们在目的、用户、观测资料的特征、预报方法以及面临的问题几方面的差异; 介绍了自然灾害预测与太阳活动预测的几点可能的关系; 简单讨论了衡量预报水平的指标问题最后列出了第２３ 黑子周特征值的一些预测结果     

太阳X-EUV成像望远镜

太阳X_EUV成像望远镜用来监测和预报影响空间天气变化的太阳活动,专门服务于空间天气预报研究. 望远镜工作在4～100?的X射线波段和195?极紫外谱段,视场角45′,角度分辨5″,提供全日面、高分辨的成像观测. 文中分析了太阳X、EUV波段的成像观测应用,介绍了X_EUV望远镜的基本设计,分析了望远镜对不同温度日冕等离子体的敏感性、对不同太阳活动现象的响应及反演日冕等离子体参数过滤片的组合利用. 太阳X_EUV成像望远镜集成了掠入射望远镜和正入射望远镜两套系统,扩展了单一X射线望远镜的成像功能,能够观测更多的太阳爆发先兆现象或者伴生现象,是目前国际上同类仪器中最新的太阳成像监测仪器.     

连续太阳耀斑对甚低频信号传播影响分析

甚低频(VLF)是在地-低电离层之间形成的波导内进行传播的.太阳耀斑可引起电离层突然扰动,VLF信号传播出现异常现象,对导航造成影响,同时也会造成短波通讯中断.为了研究连续太阳耀斑与VLF信号传播的关系,观测2002-04-15连续太阳耀斑爆发时,Alpha导航系统西副台VLF信号传播时的幅度和相位变化情况,解释急始型和缓变型太阳耀斑的不同之处,并且分析单个太阳耀斑与连续太阳耀斑的区别,然后根据观测数据和美国GOES卫星观测数据比较和分析,以此来研究分析连续太阳耀斑爆发对VLF信号传播造成的影响.研究结果显示连续太阳耀斑爆发与VLF信号相位的异常变化情况之间有较好的关联性.     

不同发展阶段雷暴云中电荷的静电力散度分布及其动力作用

太阳活动与地球天气气候间关系的相关及其机理研究是当前日-地关系研究中的一个活跃领域。目前认为太阳活动影响天气最可能的途径之一是通过调制大气电状态来实现的。太阳活动可以影响大气电状态不仅已被大量观测结果的统计分析所证实,而且通过高空气球对气-地电流密度的实地观测表明,太阳耀斑暴发前后的气-地电流     

第22太阳活动周峰年的ULF波观测与研究

本文介绍第２２太阳活动周峰年期间利用ＵＬＦ波的观测和分析，对磁层近地空间电磁环境的研究，文中列举了这峰年期间地磁脉动的主要成果。有些成果是国际上首次提出和发表的，目前，地磁脉动的观测和研究已经成为监测近地空间电磁环境的重要手段。     

太阳活动Hallstatt周期及太阳活动周强弱变化的预测

基于之前创建的行星会合指数运动学方程,发现太阳质心具有平均准22年向太阳系质心靠近(有时近似重合)的轨道运动周期.在整个太阳系角动量守恒的前提下,推出太阳自转角动量和太阳绕转角动量之和守恒.二者角动量转换造成太阳自转角动量变化和太阳绕转角动量变化具有互为反向的准22年变化规律.太阳自转角速度变化(dω/dt)图像与太阳黑子磁性指数图像具有一致对应关系,这种对应关系可以从物理机制上对太阳活动周相位变化和太阳活动强弱变化进行解释,这为预测太阳活动提供了一种有效方法.本研究为太阳活动替代性指标指代的双世纪周期和2403年哈尔斯塔(Hallstatt)周期规律找到了理论根据.     

华北北部地区地震与太阳活动关系的统计研究

使用时间序列分析和相关分析方法,分析华北北部地区1970～2006年地震与太阳黑子、耀斑的相关性,得到的结论是,太阳活动与以中小地震为主的地震样本不存在统计关系。这个结论与以往的研究不同,本文对此做了初步分析。     

JJI甚低频台站信号对太阳耀斑事件的响应特性

太阳耀斑发生时,日地空间的X射线通量会随之增大,进而影响到地球电离层的电子密度分布,导致地球-电离层波导状态发生改变,因此接收到的甚低频(VLF,Very Low Frequency)信号会表现出对应的扰动现象.2017年9月8日,位于湖北省内武汉和随州两站点的VLF接收机分别监测到与X射线太阳耀斑相关的来自日本宫崎县(130°49′E,32°04′N)的JJI甚低频台站信号(22.2 kHz)的振幅异常事件.分析当日的数据发现JJI信号的振幅对不同的太阳耀斑出现不同的响应类型,而且对于同一个耀斑,两地的信号响应类型不尽相同.通过统计2017—2019年间与太阳耀斑相关的JJI信号振幅扰动事件,发现两接收站点的JJI信号响应类型都与耀斑强度及其发生时间存在一定的关系,且呈现出四种响应类型,即两次上升下降型、先上升后下降型、下降型和上升型,但是四种响应类型的事件占比不同.拟合结果表明信号的扰动幅度与X射线通量的积分成正相关,但是两站点的线性拟合斜率存在差异.JJI信号到武汉和随州均属于近似沿纬度方向的短距离传播,且两接收站点相距较近,因此两传播路径大致相似.研究两路径上JJI信号对太阳耀...     

日地水文学与灾害预测

研究地球水文变化的日地物理成因和规律的日地水文学（Solar-TerrestrialHydrology），用于水、旱灾害预测多次获得证实.本文从日地水文物理基础、长江淮河22年周期性大洪水、黄河大洪水和太阳活动关系、太阳活动双重衰减期北方大旱、17世纪日地水文异常变化、太阳活动对暴雨洪水中短期影响、台湾海峡两侧大暴雨洪水落区转移、全球最大洪水日地水文研究以及学科发展和应用前景九个方面，对中国近70多年来的主要成果加以回顾和总结.基础科学、高科技和应用紧密结合，促成对国民经济发展直接相关的新学科，是当代科学进步的一个显著标志，这里又是一个例证．     

太阳质子事件、双带耀斑及日冕物质抛射

本文统计了第２２ 太阳活动周期间（１９９１ ～１９９５ 年） 发生的２５ 个太阳质子事件与太阳耀斑及日冕物质抛射（ＣＭＥ） 事件的关系　　统计结果表明, 所有的太阳质子事件都与耀斑发生相关, 除２ 个质子事件（１９９４１０２０ 和１９９５１０２０ 日发生的太阳质子事件） 与ＣＭＥ发生无关, 其余质子事件也都与ＣＭＥ 相关　　值得注意的是, 与质子事件相关的耀斑有１６ 个是双带耀斑, 其中包括与ＣＭＥ无关的２ 个事件的耀斑, 占总数的６４ ％ 　　上述统计结果证实了无论是太阳耀斑, 还是物质抛射, 它们对太阳质子事件的发生同样起着非常重要的作用     

太阳宇宙线高能电子能谱的形成

提出了一个太阳脉冲和经变耀斑中高能太阳宇宙线电子能谱的形成模型，探讨了高能电子通过日冕捕获区的库仑损失、轫致辐射和同步辐射等物理过程，首次研究了日冕等离子体尾场对太阳宇宙线电子的加速及其能谱的形成．所得结果和观测谱能很好地符合，从而较合理地阐明了脉冲耀斑和经变耀斑两类太阳宇宙线高能电子谱的结构．     

地磁钩扰的全球响应特征研究与初步统计结果

地磁钩扰是太阳耀斑效应的直观表现之一,其研究有助于深入理解太阳爆发对地球空间环境的影响过程,并能为空间天气建模和预报提供科学依据.本文利用山东大学威海地磁台和Intermagnet地磁链与子午工程的地磁观测数据,联合GOES卫星及数字测高仪等的数据,研究了一个由M5.6级太阳耀斑引发的地磁钩扰事件的全球响应特征.研究发现：地磁钩扰特征呈现出南北半球与午前/午后的差异,且地磁响应相对于太阳耀斑存在约3 min的滞后现象,而夜侧无明显扰动;利用位于日侧的50余个地磁台站的数据统计分析后发现地磁钩扰幅度呈现正态分布,且在当地时正午附近达到峰值;利用地磁数据反演出钩扰发生时电离层的电流体系S_s和宁静日电流S_q,并用该电流体系解释了此事件中地磁数据的变化特征.另外,本文初步统计了1996-2015年的地磁钩扰事件数以及相关的太阳耀斑事件数,分析后发现X级耀斑引发地磁钩扰的可能性最大,达42%,由M级耀斑引发的地磁钩扰事件数最多,A、B、C级等小耀斑引发地磁钩扰的可能性很小.     

风云二号F星太阳X射线探测器在轨探测初步成果

风云二号系列卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,太阳X射线探测器是该系列卫星的重要有效载荷,监测太阳耀斑爆发过程,并对太阳质子事件等灾害性的空间天气事件进行预警.卫星自旋一周,该探测器完成一次全日面观测,记录太阳X射线的能谱与流量.2012年初,太阳活动进入第24周峰年,风云二号卫星太阳X射线探测器的在轨运行取得了良好的观测结果.相比于过去的太阳X射线探测器,风云二号F星的太阳X射线探测器应用了硅漂移探测(Silicon Drift Detector,SDD)技术,对GEO轨道海量的高能带电粒子采取了有效的屏蔽措施,可以对更"软"的X射线进行观测,能谱分辨率本领达到国际先进水平,对太阳耀斑的量化定级精度更高,在轨初步观测结果表明,精确的能谱探测能力可提高太阳质子事件预警能力,能道响应的时间特性比过去的探测数据更准确地反映了太阳耀斑的加热过程和带电粒子加速特性.本文介绍了风云二号F星太阳X射线探测器的设计及其发射前的标定试验结果,并且对发射后在轨运行获得的初步探测成果进行分析和讨论.     

耀斑的短期生物效应

为研究太阳耀斑的短期生物效应,统计分析了198-199年中16万婴儿出生日与光学耀斑的关系. 结果表明,婴儿出生数的变化与耀斑辐射的能量,以及能量到达地球的时间有关. 太阳活动较平稳年白天爆发的各级耀斑的当天都对应着一个平均出生数高峰,而且耀斑的亮度和面积越大,对应的出生峰值越大. 2B耀斑当天平均出生数超过前后21d总均值的13.6髎,具有p＜0.001的统计高度显著性水平. 这些出生高峰与耀斑的电磁和高能辐射有关. 2B、2N和1B三类耀斑后的第2-4d还有一个出生峰,它们与耀斑引发的地球物理变化的时间符合.